42. 3.7 Характеристика, расчет и выбор переходных посадок

Переходные посадки применяются в неподвижных, разъемных соединениях с целью центрирования деталей. Неподвижность соединения обеспечивается дополнительным креплением деталей шпонками, штифтами, винтами и т.п.

Посадки характеризуются малыми величинами зазоров и натягов, что с одной стороны обеспечивает хорошее центрирование деталей (совпадение осей соединяемых поверхностей) и с другой – позволяет относительно легко (вручную или с помощью молотков, съемников) собирать или разбирать детали при эксплуатации (для осмотра, регулировки, смазки, замены и т.д.).

Переходные посадки есть только в точных квалитетах (4-7), т.е. не грубее 7 квалитета для валов, так как в более грубых квалитетах могли бы получаться большие величины зазоров и натягов, так что центрирование было бы невозможно и сборка деталей усложнена.

К переходным посадкам (рисунок 17) относят поля допусков с основными отклонениями m, n, k, js (N, M, K, JS).

Рисунок 17 – Переходные посадки

Для конструктора и технолога представляет интерес как величины наибольших зазора и натяга, так доля соединений (вероятность) на сборке, имеющих только зазоры или только натяги. Это так называемый процент зазора или натяга. Знание этих величин позволит с одной стороны конструктору выбирать для чаще разбираемых соединений посадки с большим процентом зазора и с другой – определить технологу трудоемкость сборки. Чем больше процент (вероятность) натяга, тем больше трудоемкость.

Погрешность центрирования соединяемых деталей зависит от величины максимального зазора S_max и частоты появления соединений с зазором при сборке. Величина максимального зазора определяется допустимым радиальным биением е втулки на валу, которое, в свою очередь, зависит от эксплуатационного назначения соединения. В зубчатых колесах, например, необходимо ограничивать биение зубчатого венца, в реверсивных механизмах – возможное смещение деталей в пределах зазора для уменьшения динамического воздействия и т.д. Максимальный зазор S_max принимают:

S_max  . (3.72)

Расчет вероятности (процента) зазоров и натягов в переходных посадках. При расчете обычно предполагают нормальный закон распределения размеров деталей при изготовлении. Распределение величин зазоров и натягов в этом случае также будет подчиняться нормальному закону.

Из графика распределения зазоров – натягов следует, что доля соединений с зазором (вероятность зазора) р_s равна отношению площади, отсекаемой прямой, проведенной у точки S = 0 к общей площади под кривой (равной 1, т.е. ):

.

Соответственно, вероятность (доля соединений) натягов p_N равна:

.

Очевидно, что р_s + p_N = 1 и. Полученные интегралы в явном виде не берутся, поэтому их вычисляют с помощью нормированной функции Ф(z). Ф(z) равна площади от линии, соответствующей точке S_i= S_cдо линии в точке S_i:

(3.73)

где z = - значение переменной z в точке S_i; S_c – средний зазор в посадке;

S_i – текущее значение зазора; для переходных посадок при определении р_s и p_N S_i = 0; _s – среднее квадратичное отклонение зазора, равное:

_s (или _N) = . (3.74)

Вероятность зазоров р_s равна:

р_{s =} 0,5 - Ф(z), если z  0;

р_s = 0,5 + Ф(z), если z  0 (т.к. Ф(-z)= - Ф(z)).

Аналогично рассчитывается p_N.

Приведенная методика используется также в теории размерных цепей, при селективной сборке, при планировании запасных деталей, для определения доли зазоров-натягов в заданных пределах, в теории надежности.

Подбор посадок для центрирования деталей производится в основном по аналогии с хорошо работающими узлами машин. Обычно посадки назначают тем менее тугие, чем чаще требуется разборка и сборка узла, менее удобна разборка, больше опасность повреждения деталей (например, подшипников качения).

Поля допусков переходных посадок в значительной мере перекрываются, что дает возможность использовать в отдельных производствах только часть посадок.

“Глухие” посадки (Н6/п5 – точная, Н7/п6 – нормальной точности и предпочтительная посадка, Н8/п7 – пониженная точность) характеризуются наибольшими натягами, при сборке используются прессы, съемники, тяжелые молоты и т.д. Применяют подобные посадки в соединениях, которые редко разбираются, и при передаче больших усилий, при ударах и вибрациях. Например, тяжелонагруженные зубчатые колеса на валах, кондукторные втулки, установочные штифты.

“Тугие” посадки (Н6/m5, H7/m6; H8/m7) характеризуются несколько меньшими натягами, обеспечивают хорошее центрирование, при большой длине соединения заменяют “глухие” посадки.

“Напряженные” посадки (Н6/к5, Н7/к6, Н8/к7) – применяются чаще других посадок, так как обеспечивают достаточно хорошее центрирование и относительно легкую сборку (с помощью слесарных молотков). Например, зубчатые колеса на валах, стаканы с подшипниками качения в корпусах, быстровращающиеся шкивы на валах.

“Плотные” посадки (Н6/js5; H7/js6, H8/js7) – обеспечивают удовлетворительное (при прочих равных условиях) центрирование, сборка деталей осуществляется от руки или с помощью деревянных молотков (киянок). Применяют эти посадки обычно для часто разбираемых соединений или там, где необходима легкая разборка, используют как замену посадок Н/к в длинных соединениях, а также если сборка-разборка затруднена из-за конструктивного устройства. Пример, быстросменные шестерни на валах, длинные стаканы с подшипниками качения.

Кроме того, поля допусков переходных посадок широко применяются для установки подшипников качения на валы и в корпуса.